【手続補正書】
【提出日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置であって、
複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換するカラム処理回路と、
前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する黒レベル検出回路と、
前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定するクランプレベル設定回路と、
前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路に設けられ、通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプするクランプ回路と、
を有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記クランプレベル設定回路は、前記最小の黒レベル、または、前記最小の黒レベルより一定のマージンだけ高いレベルにクランプレベルを設定する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記画素部は、
入力した光を光電変換するフォトセンサを有する複数行の有効画素部と、
当該有効画素部の垂直方向の少なくとも一方側に配置され、フォトセンサが形成されていない、少なくとも１行のセンサなし画素部と、を有し、
前記黒レベル検出回路は、前記センサなし画素部に対応した前記シリアル信号の部分で前記最小の黒レベルを検出する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記クランプレベル設定回路は、
前記センサなし画素部で黒レベルの平均値を複数回算出する平均値算出回路と、
前記平均値と前記最小の黒レベルとの差を求める第１の演算回路と、
前記複数回算出された平均値のうち最小の平均値に対し前記差を加算または減算する第２の演算回路と、を有し、
当該第２の演算回路の出力に応じて前記クランプレベルを設定する
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記画素部は、
入力した光を光電変換するフォトセンサを有する複数行の有効画素部と、
当該有効画素部の垂直方向の少なくとも一方側に配置され、フォトセンサが形成されていない、少なくとも１行のセンサなし画素部と、
前記有効画素部の垂直方向の少なくとも一方側に配置され、フォトセンサが遮光されている、少なくとも１行の遮光画素部と、を有し、
前記黒レベル検出回路は、前記センサなし画素部に対応した前記シリアル信号の部分で前記最小の黒レベルを検出し、
前記クランプレベル設定回路は、
前記センサなし画素部と前記遮光画素部のそれぞれで黒レベルの平均値を算出する平均値算出回路と、
前記センサなし画素部の黒レベルの平均値と前記最小の黒レベルとの差を求める第１の演算回路と、
前記平均値算出回路で算出した２つの平均値を比較する比較器と、
前記比較の結果、より低い平均値に対し前記差を加算または減算する第２の演算回路と、を有し、
前記第２の演算回路の出力に応じて前記クランプレベルを設定する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記クランプレベルをさらに増減して、前記クランプ回路にフィードバックする帰還量を調整する帰還量制御回路を、さらに有する
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記クランプレベル設定回路は、
前記センサなし画素部で最小の黒レベルを保持する第１の保持回路と、
前記センサなし画素部の黒レベルの平均値を保持する第２の保持回路と、をさらに有し、
前記第１および第２の保持回路のそれぞれは、保持した情報を新たな情報と置き換えるリフレッシュレートを、入力した制御信号に応じて独立に設定可能に構成されている
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記クランプレベル設定回路は、
前記センサなし画素部で最小の黒レベルを保持する第１の保持回路と、
前記センサなし画素部の黒レベルの平均値を保持する第２の保持回路と、
前記遮光画素部の黒レベルの平均値を保持する第３保持回路と、をさらに有し、
前記第１から第３の保持回路のそれぞれは、保持した情報を新たな情報と置き換えるリフレッシュレートを、入力した制御信号に応じて独立に設定可能に構成されている
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置を有する画像入力装置であって、
複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換するカラム処理回路と、
前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する黒レベル検出回路と、
前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定するクランプレベル設定回路と、
前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路に設けられ、通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプするクランプ回路と、
を有する画像入力装置。
【請求項１０】
画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置の駆動方法であって、
複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換する工程と、
前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する工程と、
前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定する工程と、
前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路において通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプする工程と、
を有する固体撮像装置の駆動方法。
【請求項１１】
画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置を有する画像入力装置の駆動方法であって、
複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換する工程と、
前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する工程と、
前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定する工程と、
前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路において通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプする工程と、
を有する画像入力装置の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】固体撮像装置、画像入力装置、固体撮像装置の駆動方法および画像入力装置の駆動方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、画素内に複数のＭＯＳ（金属酸化膜半導体）トランジスタを有し、当該ＭＯＳトランジスタを制御することにより画素電荷に応じた信号を増幅して読み出す固体撮像装置、画像入力装置、固体撮像装置の駆動方法、および、画像入力装置の駆動方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明では、好適に、前記画素部は、入力した光を光電変換するフォトセンサを有する複数行の有効画素部と、当該有効画素部の垂直方向の少なくとも一方側に配置され、フォトセンサが形成されていない、少なくとも１行のセンサなし画素部と、前記有効画素部の垂直方向の少なくとも一方側に配置され、フォトセンサが遮光されている、少なくとも１行の遮光画素部と、を有し、前記黒レベル検出回路は、前記センサなし画素部に対応した前記シリアル信号の部分で前記最小の黒レベルを検出し、前記クランプレベル設定回路は、前記センサなし画素部と前記遮光画素部のそれぞれで黒レベルの平均値を算出する平均値算出回路と、前記センサなし画素部の黒レベルの平均値と前記最小の黒レベルとの差を求める第１の演算回路と、前記平均値算出回路で算出した２つの平均値を比較する比較器と、前記比較の結果、より低い平均値に対し前記差を加算または減算する第２の演算回路と、を有し、前記第２の演算回路の出力に応じて前記クランプレベルを設定する。
さらに好適に、前記クランプレベル設定回路は、前記センサなし画素部で最小の黒レベルを保持する第１の保持回路と、前記センサなし画素部の黒レベルの平均値を保持する第２の保持回路と、前記遮光画素部の黒レベルの平均値を保持する第３保持回路と、をさらに有し、前記第１から第３の保持回路のそれぞれは、保持した情報を新たな情報と置き換えるリフレッシュレートを、入力した制御信号に応じて独立に設定可能に構成されている。
本発明では、好適に、前記クランプレベルをさらに増減して、前記クランプ回路にフィードバックする帰還量を調整する帰還量制御回路を、さらに有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明にかかる固体撮像装置の駆動方法は、画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置の駆動方法であって、複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換する工程と、前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する工程と、前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定する工程と、前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路において通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプする工程と、を有する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明にかかる画像入力装置は、画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置を有する画像入力装置であって、複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換するカラム処理回路と、前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する黒レベル検出回路と、前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定するクランプレベル設定回路と、前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路に設けられ、通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプするクランプ回路と、を有する。
本発明にかかる画像入力装置の駆動方法は、画素部内の画素列ごとに垂直信号線が接続されている固体撮像装置を有する画像入力装置の駆動方法であって、複数の前記垂直信号線に前記画素部から一斉に読み出された信号を並列処理し、並列処理後のパラレル信号をシリアル信号に変換する工程と、前記シリアル信号で黒レベルが白レベルより電位として低いとしたときに、当該シリアル信号の少なくとも１行分の画素に対応した部分で最小の黒レベルを検出する工程と、前記最小の黒レベルを基準にクランプレベルを設定する工程と、前記画素部の出力から前記黒レベル検出回路の入力までの信号経路において通過信号の黒レベルを前記クランプレベルでクランプする工程と、を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
本発明にかかる固体撮像装置および画像入力装置、ならびに、それらの駆動方法では、このようにして、カラム処理回路のばらつきに起因した誤差要因（固定パターンノイズ）を考慮して、信号の黒レベルが必要な範囲で最小の値に設定される。このため、本発明では、信号の黒レベルが必要以上に高いレベルに設定されることによる不利益、つまり、後段の回路で取り扱うことができる信号のレンジが必要以上に狭くなるという不利益が解消される。
また、本発明では、センサなし画素部で黒レベルを検出し、その平均値からの差をとり、また、そのとき用いる平均値の取り方を工夫し、さらには、リフレッシュレートの変更が可能なことから、設定するクランプレベルの精度が高くできるという利点がある。
さらに、本発明では、クランプレベルの出力を調整して帰還量を変えることができることから、本発明の適用による黒レベルの急激な変化が抑制できる。また、その結果として、クランプ回路より後段の回路で、その入力レンジを一時的に越えて信号が印加されるような不具合を防止できるという利点がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明は、画素信号を垂直信号線に読み出す、いわゆるＸ−Ｙアドレス方式の固体撮像装置に広く適用できる。このような固体撮像装置の代表的なものとしてＣＭＯＳイメージセンサがある。また、本発明は、このような固体撮像装置を有する画像入力装置に広く適用できる。以下、ＣＭＯＳイメージセンサを例として説明する。